一种光纤通信环网的可靠路由及可靠性评估方法技术

本发明专利技术涉及一种光纤通信环网的可靠路由及可靠性评估方法，包括步骤：步骤S1：取环网的任两虚拟链接为一割集；步骤S2：在光缆物理网络上为环网每一链接的端节点对寻找K条最短光缆路径；步骤S3：将步骤S1所得割集中的每一链接映射到它的K条光缆路径之一，令任一割集中的所有链接不经过同一光缆，并最小化环网所有环网链接经过的总光缆段数；步骤S4：用多部件等效法建立环网链接的可靠性模型，计算环网每一链接的可用度、故障率和修复率；步骤S5：建立环网可靠型模型，用可靠性框图法计算光纤环网的可靠性能。本发明专利技术能够提高和测评光纤通信环网映射到底层光缆网络时的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤通信环网的可靠路由及可靠性评估方法
本专利技术涉及光通信
，特别是一种光纤通信环网的可靠路由及可靠性评估方法。
技术介绍
光纤通信环网具有实现简单，生存性强的优点，它能为环上任两节点提供两条方向相反的路由路径，分别作为工作和备份路由，在工作路由故障时，把业务切换到保护路由上来实现业务的快速恢复，因此在骨干和城域网络中都有大量应用。如光纤通信环网中的SDH自愈环，它能在发生单链路故障时进行自动保护倒换，在极短时间(50ms)内恢复业务传输。光纤通信环网一般建立在底层物理光缆网上，环网链接是光纤链接，它由一到多根光缆中的光纤通过光节点设备(如光配线架、光交接箱甚至光交换机等)连接而成，环网节点一般只在有业务上下的光节点设备处设置，因此环网链接也可经过一到多个光节点。一根光缆往往包含数十甚至数百根光纤，一个环网链接只需使用所经过光缆中的一根光纤。如果不对环网链接在光缆上的路由进行仔细设计，多个环网链接可能经过同一光缆，则当该光缆中断时，环网链接的工作和备份路由可能同时故障而使环网保护失效，导致业务无法恢复。因此，需要提供一种可靠路由方法，来保证环网的任意两个链接不经过同一光缆，使任一光缆故障都不会中断环网的两个及以上链接，这在物理光缆网络规模很大很复杂时尤为必要。即要研究光纤通信环网及其链接在底层光缆网上的可靠路由，使环网的任意两个链接不经过同一物理光缆。可靠路由能保证单一光缆故障不会引起业务中断，即单光缆故障下环网的可用度为1(100％)。但还存在节点故障和多故障情况，为此要对光缆环网可能发生所有这些故障时的可靠性能进行计算和评估。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提出一种光纤通信环网的可靠路由及可靠性评估方法，能够提高和测评光纤通信环网映射到底层光缆网络时的可靠性。本专利技术采用以下方案实现：一种光纤通信环网的可靠路由及可靠性评估方法，具体包括以下步骤：步骤S1：取环网的任两虚拟链接为一割集，共个N(N-1)/2割集，每个割集都把环网分成两个连通分支；其中，N为当前环网的链接个数，也是节点个数；步骤S2：在光缆物理网络上为环网每一链接的端节点对寻找K条最短光缆路径；步骤S3：将步骤S1所得割集中的每一链接映射到它的K条光缆路径之一，令任一割集中的所有链接不经过同一光缆，并最小化环网所有环网链接经过的总光缆段数；步骤S4：用多部件等效法建立环网链接的可靠性模型，计算环网每一链接的可用度、故障率和修复率；步骤S5：建立环网可靠型模型，用可靠性框图法计算光纤环网的可靠性能。进一步地，步骤S4中环网每一链接的可用度计算具体为：把环网链l接经过的1到多个光节点和1到多条光缆看做串联系统，则环网链接l的可用度Rl计算为：式中，Nl表示环网链接l经过的光节点集合，Ll表示环网链接l经过的光缆集合；表示节点i的可用度，表示光缆j的可用度，和分别为光节点i的故障率和修复率，而和分别为光缆j的故障率和修复率。进一步地，步骤S4中环网每一链接的故障率和修复率计算具体为：若环网链接l经过n个物理光节点和m条光缆，则其故障率λi和修复率ul计算如下：其中，式中，为光节点i的故障率，为光缆j的故障率，tl为环网链接l的平均修复时间，为光节点i的平均修复时间，为光缆j的平均修复时间。进一步地，步骤S5具体为：将光纤环网分为节点集子系统和链接集子系统，节点集子系统和链接集子系统为串联关系，节点集子系统中的节点之间也是串联关系，链接集子系统内部为m/n可修系统，其中m＝n-1，只要有(n-1)或以上个链接正常工作则链接集子系统正常工作；其中，n为环网中链接个数。进一步地，光纤环网的可靠性能R采用下式计算：R＝RN×RL；式中，RN为节点集子系统的可用度，RL为链接集子系统的可用度。进一步地，节点集子系统的可用度RN的计算如下：式中，N为环网节点集，Ri、λi和ui分别为环网节点i的可用度、故障率和修复率。进一步地，链接集子系统的可用度RL的计算如下：式中，L为环网链接集，Rl为环网链接l的可用度。与现有技术相比，本专利技术有以下有益效果：本专利技术采用基于割集的可靠路由方法保证环网所有虚拟链接不经过同一光缆，使业务在单光缆故障下始终存在替代路由；同时采用多部件等效法分析每个环网虚拟链接的可用度，用可靠性框图法计算光纤环网可靠性能，精确度高。附图说明图1为本专利技术实施例的方法流程示意图。图2为本专利技术实施例的环网链接可靠性的多部件等效图。图3为本专利技术实施例的环网的可靠性分析框图。图4为本专利技术实施例的光纤通信环网示例。图5为本专利技术实施例的底层光缆网络图及环网的可靠路由结果。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。如图1所示，本实施例提供了一种光纤通信环网的可靠路由及可靠性评估方法，包括基于割集的光纤环网可靠路由方法，把每个环网链接路由映射到光缆网络的一到多个光节点和一到多个光缆上，使所有环网链接不会经过同一光缆两次及以上，从而保证单光缆故障下业务100％恢复；还包括光纤环网链接可靠性的多部件等效分析方法，把经过多个光节点和多根光缆链接的环网链接，转换成等效部件来快速近似计算环网链接的可用度、故障率和修复率；还包括计算光纤环网可靠性能的可靠性框图法，依据光纤自愈环网单节点和双链接失效导致环网失效的特点，提出光纤环网的可靠性模型和计算方法，计算保证业务100％可用的光纤环网可用度。具体包括以下步骤：步骤S1：取环网的任两虚拟链接为一割集，共个N(N-1)/2割集，每个割集都把环网分成两个连通分支；其中，N为当前环网的链接个数，也是节点个数，割集数少，易于检测；步骤S2：在光缆物理网络上为环网每一链接的端节点对寻找K条最短光缆路径；步骤S3：将步骤S1所得割集中的每一链接映射到它的K条光缆路径之一，令任一割集中的所有链接不经过同一光缆，并最小化环网所有环网链接经过的总光缆段数；步骤S4：用多部件等效法建立环网链接的可靠性模型，计算环网每一链接的可用度、故障率和修复率；步骤S5：建立环网可靠型模型，用可靠性框图法计算光纤环网的可靠性能。较佳的，在本实施例中，在路由每个割集中的环网链接时，使同一割集中的所有环网链接不经过同一光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤通信环网的可靠路由及可靠性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1：取环网的任两虚拟链接为一割集，共个N(N-1)/2割集，每个割集都把环网分成两个连通分支；其中，N为当前环网的链接个数，也是节点个数；/n步骤S2：在光缆物理网络上为环网每一链接的端节点对寻找K条最短光缆路径；/n步骤S3：将步骤S1所得割集中的每一链接映射到它的K条光缆路径之一，令任一割集中的所有链接不经过同一光缆，并最小化环网所有环网链接经过的总光缆段数；/n步骤S4：用多部件等效法建立环网链接的可靠性模型，计算环网每一链接的可用度、故障率和修复率；/n步骤S5：建立环网可靠型模型，用可靠性框图法计算光纤环网的可靠性能。/n

【技术特征摘要】
1.一种光纤通信环网的可靠路由及可靠性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：取环网的任两虚拟链接为一割集，共个N(N-1)/2割集，每个割集都把环网分成两个连通分支；其中，N为当前环网的链接个数，也是节点个数；
步骤S2：在光缆物理网络上为环网每一链接的端节点对寻找K条最短光缆路径；
步骤S3：将步骤S1所得割集中的每一链接映射到它的K条光缆路径之一，令任一割集中的所有链接不经过同一光缆，并最小化环网所有环网链接经过的总光缆段数；
步骤S4：用多部件等效法建立环网链接的可靠性模型，计算环网每一链接的可用度、故障率和修复率；
步骤S5：建立环网可靠型模型，用可靠性框图法计算光纤环网的可靠性能。


2.根据权利要求1所述的一种光纤通信环网的可靠路由及可靠性评估方法，其特征在于，步骤S4中环网每一链接的可用度计算具体为：把环网链l接经过的1到多个光节点和1到多条光缆看做串联系统，则环网链接l的可用度Rl计算为：



式中，Nl表示环网链接l经过的光节点集合，Ll表示环网链接l经过的光缆集合；表示节点i的可用度，表示光缆j的可用度，和分别为光节点i的故障率和修复率，而和分别为光缆j的故障率和修复率。


3.根据权利要求1所述的一种光纤通信环网的可靠路由及可靠性评估方法，其特征在于，步骤S4中环网每一链接的故障率和修复率计算具体为：若环网链接l经过n个物理光节点和m条光缆，则其故障率λl和修复率...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚文杰，施加轮，陈新星，林烨婷，陈爽，陈思颖，张昊，陈凯强，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，国网福建省电力有限公司信息通信分公司，
类型：发明
国别省市：福建;35